CN202930522U - 伸缩型可调滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了伸缩型可调滤波器，包括至少两个依次串接连通的谐振腔，相邻两谐振腔之间通过主耦合结构连通，还包括两个输入输出结构，这两个输入输出结构分别连通在用以接受输入信号和释放输出信号的谐振腔上，每个谐振腔的盖板或底板或侧板上设置有用以调节谐振频率并延伸进谐振腔的可调金属柱，在可调金属柱延伸出谐振腔的外端面上标记有可调金属柱绕其轴线旋转角度的记号线。本实用新型具有结构简单、加工成本低，其工作频率可以在其装入系统后方便地得到调节。本实用新型可以广泛用于军用和民用通信领域。

Description

伸缩型可调滤波器

技术领域

本实用新型涉及一种滤波器,具体地说，是涉及一种结构简单、成本低，通带或阻带频率可以方便调整的伸缩型可调滤波器。

背景技术

滤波器是现代微波通信和军事电子系统中的一种通用原件。伸缩型可调滤波器在微波测量和保密通信中有重要应用。已有的伸缩型可调滤波器可以分为基于变容二极管的纯电调谐、电机驱动电调谐和手动调谐等类型。其中第一类器件由于插入损耗太大，应用受到限制。第二类器件有的采用一个精密步进电机推动多根调谐杆，所有的调谐杆伸入到各谐振腔中的深度变化相同，使得该伸缩型可调滤波器在不同频率处的匹配无法做到最佳。同时，由于每个谐振腔的频率受调谐杆的影响很大，为了精确控制每个调谐杆的位置和深度，对所有零部件的加工精度和配合精度要求很高，导致该类滤波器的成本很高。而且，由于精密步进电机的采用，更推高了器件的制造成本。第三类器件，以美国K&L的可调带通滤波器为代表，采用一根旋转轴带动位于每一个谐振腔中的调谐装置同时等量旋转，从而达到调节滤波器频率的目的，同样需要非常精确的加工精度和装配精度。其售价为几千至几万元一只，是大规模特别是民用通信所无法承受的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低，通带频率可以方便调整的伸缩型可调滤波器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：伸缩型可调滤波器，包括至少两个依次串接连通的谐振腔，还包括两个输入输出结构，这两个输入输出结构分别连通在用以接受输入信号的谐振腔和释放输出信号的谐振腔上。相邻两谐振腔之间通过主耦合结构连通。每个谐振腔的盖板或底板或侧板上设置有用以调节谐振频率并延伸进谐振腔的可调金属柱，每个谐振腔的盖板或底板或侧板上设置有固定不动并与所述可调金属柱同轴的刻度盘，该刻度盘上有至少2根刻度线相交于对应的可调金属柱的轴线。

在可调金属柱延伸出谐振腔的外端面上标记有可调金属柱绕其轴线旋转角度的记号线。通过对比位于所述可调金属柱外端面上的记号线和所述刻度盘上的刻度，所述可调金属柱绕其轴线旋转的角度可以被度量。

还包括金属外壳，谐振腔、输入输出结构、和主耦合结构设置在金属外壳内，可调金属柱的外端面贯穿金属外壳后延伸至金属外壳的外部，对应于每一个所述可调金属柱，在金属外壳的盖板或底板或侧板上设置有用以固定可调金属柱的锁紧装置；通过松开该锁紧装置，对应的可调金属柱伸入相应谐振腔中的深度从谐振腔外加以调节；通过锁紧该锁紧装置，可调金属柱伸入相应谐振腔中的深度被固定。

所述锁紧装置为轴线与可调金属柱垂直的普通螺母。

所述锁紧装置为螺杆和软质材料、以及锁紧螺母构成的组合体，锁紧螺母和软质材料分别设置在螺杆的两端，锁紧螺母套设在螺杆外径上，其中，螺杆的轴线与对应的可调金属柱轴线垂直，且所述软质材料位于螺杆与对应的可调金属柱之间。

所述可调金属柱上有外螺纹，外螺纹与对应谐振腔的盖板或底板或侧板上的内螺纹配合；通过绕可调金属柱的轴线旋转该可调金属柱，以调节该可调金属柱伸入对应的谐振腔中的深度，以调节该谐振腔的谐振频率。 

在所述可调金属柱外端面设置有方便旋转该可调金属柱的凹槽。

在所述谐振腔内设置有根部与该谐振腔的内壁连接的金属体，金属体位于对应可调金属柱的正下方。

所述输入输出结构为波导、双导体探针或双导体耦合环结构。

在间隔至少1个谐振腔的两个谐振腔之间设置有交叉耦合结构。

本实用新型通过调整每一个所述可调金属柱，可以独立地调整对应的谐振腔的谐振频率。

与所述可调金属柱同轴设置有刻度盘。该刻度盘不随可调金属柱的转动而转动处于固定状态。该刻度盘上有至少2根刻度线相交于对应的可调金属柱的轴线。通过位于所述可调金属柱外端面上的记号线和刻度盘上的刻度，来度量所述可调金属柱绕其轴线旋转的角度，以判断可调金属柱延伸进谐振腔的深度，最后计算出相应的参数。

对应于每一个所述可调金属柱，在伸缩型可调滤波器的盖板、底板或侧板上设置有锁紧装置，即在金属外壳上安装锁紧装置。 通过松开该锁紧装置，该可调金属柱伸入相应谐振腔中的深度可以从谐振腔1外加以调节；通过锁紧该锁紧装置，可调金属柱伸入相应谐振腔中的深度被固定。

在所述可调金属柱外端顶部设置凹槽。该凹槽可以为“一”字形，也可以为六角形，便于使用改锥或六角工具。

在所述谐振腔中，在与对应的可调金属柱相对的位置上，设置有只在其根部与该谐振腔的内壁连接的金属体。该金属体可以在所对应的可调金属柱位置位于其初始值时，方便地将对应的谐振腔的谐振频率调整到给定频率。

所述输入输出结构为波导、双导体探针或双导体耦合环结构。由于结构的可塑性强，优先使用波导结构作为输入输出结构。

交叉耦合结构在主耦合结构串接的各谐振腔基础之上，实现旁路耦合，在该滤波器的传输曲线上形成传输零点，改善该滤波器的带外抑制。

本实用新型的最大特点是在伸缩型可调滤波器的每一个谐振腔上都独立设置了调谐螺钉，调谐螺钉即可调金属柱。通过可调金属柱顶端的记号线和固定设置的刻度盘，根据频率变化调整每个可调金属柱的旋转角度，从而调节每个可调金属柱伸入到相应谐振腔中的深度，达到调整滤波器工作频率的目的。该器件不必需要所有的可调金属柱的伸入深度同时等量变化，从而对机械调谐装置的精度要求大大降低，从而达到了低成本调节滤波器通带频率的目的。

普通的滤波器的工作频率原则上也可以通过调谐螺钉加以调节。但由于没有类似可调金属柱顶端的记号线和相应的固定的刻度盘，每个调谐螺钉伸入相应谐振腔中的深度不易控制。这时要改变滤波器的通带频率，需要将该滤波器从系统中取下，在测试仪器，比如矢量网络分析仪的监控下完成。这种方法无法在线完成，在实际操作中是很不方便的。

伸缩型可调滤波器的实用新型的工作原理与普通带通滤波器类似。输入信号经过若干个互相耦合的频率相同的谐振腔实现滤波特性。由于其准周期结构，具有频谱上的通带和阻带特性。可调金属柱起到电容加载改变谐振腔谐振频率的目的。交叉耦合在传输特性上产生传输零点改善滤波器的带外抑制。

本实用新型的优点在于：结构简单、成本低，通带频率可以方便调整。

附图说明

图1为本实用新型去除盖板后的俯视图。

图2为本实用新型包括盖板的俯视图。

图3为一种锁紧装置的剖面图。

图4为实施实例2去除盖板后的俯视图。

图5为实施实例2包括盖板的俯视图。

图6为实施实例3去除盖板后的俯视图。

附图中标号对应名称：1-谐振腔，2-输入输出结构，3-主耦合结构，4-金属体，5-可调金属柱，6-锁紧装置，61-螺杆，62-软质材料,63-锁紧螺母，7-刻度盘，8-凹槽，9-记号线，10-交叉耦合结构。

具体实施方式

实施实例1

参见图1、图2、图3，伸缩型可调滤波器，包括4个谐振腔1，两个波导结构形式的输入输出结构2，串接各谐振腔1的3个主耦合结构3，位于每个谐振腔1的盖板上的可调金属柱5。每个谐振腔1的谐振频率可以通过其可调金属柱5独立加以调节。所述两个输入输出结构2位于伸缩型可调滤波器的同一侧。

在所述可调金属柱5相对于对应谐振腔1的外端面上有标记该可调金属柱5绕其轴线旋转角度的记号线9。

与所述可调金属柱5同心设置有刻度盘7，该刻度盘7不随可调金属柱5的转动而转动并固定在金属外壳的盖板上。 刻度盘7上的10余根刻度线相交于对应的可调金属柱5的轴线。通过位于所述可调金属柱5外端面上的记号线9和刻度盘7上的刻度，可以度量所述可调金属柱5绕其轴线旋转的角度。

对应于每一个所述可调金属柱5，在金属外壳的盖板上设置有锁紧装置6。 通过松开该锁紧装置6， 该可调金属柱5伸入相应谐振腔中的深度可以从谐振腔1外加以调节。 通过锁紧该锁紧装置6，可调金属柱5伸入相应谐振腔中的深度被固定。

所述锁紧装置6为螺杆61和软质材料62、以及锁紧螺母63构成的组合体，锁紧螺母63和软质材料62分别设置在螺杆61的两端，锁紧螺母63套设在螺杆61外径上，其中，螺杆61的轴线与对应的可调金属柱5轴线垂直，且所述软质材料62位于螺杆61与对应的可调金属柱5之间。旋动锁紧螺母63导致螺杆61带动软质材料62向着可调金属柱5方向或者背离可调金属柱5方向移动，以固定或松弛可调金属柱5。方便可调金属柱5定位，以定位滤波器的各个参数。

每一根可调金属柱5上有外螺纹，与每个谐振腔1的盖板的内螺纹配合。通过绕可调金属柱5的轴线旋转该可调金属柱5，可以调节该可调金属柱5伸入对应的谐振腔1中的深度， 从而调节该谐振腔1的谐振频率。 

在每一根可调金属柱5外端顶部设置有有利于旋转该可调金属柱5的“一”字形凹槽8。

在所述谐振腔1内设置有根部与该谐振腔1的内壁连接的金属体4，金属体4位于对应可调金属柱5的正下方，该金属体4深入对应谐振腔1中的深度可以从外界加以调节。

四个谐振腔分别为依次串接连通的第一个谐振腔、第二个谐振腔、第三个谐振腔和第四个谐振腔，在第一个谐振腔和第四个谐振腔之间，还有一个交叉耦合结构10。该交叉耦合为一条介质绝缘的金属耦合线。其中第一个谐振腔1和第四个谐振腔之间间隔有第二个谐振腔和第三个谐振腔这两个谐振腔。连接在第四个谐振腔的输入输出结构2为输出，连接在第1个谐振腔的输入输出结构2为输入。

实施实例2

如图4 和图5，与实施实例1的区别仅在于，所述两个输入输出结构2分别位于金属外壳相对的两面上。同时，所述锁紧装置由轴线与该可调金属柱5轴线垂直的螺杆61和锁紧螺母63组成，即锁紧装置为轴线与可调金属柱5垂直的普通螺母。

实施实例3

如图6，与实施实例1的区别仅在于，所述两个输入输出结构2均为双导体耦合环结构。

上述仅为举例。所有的谐振腔1都为矩形谐振腔。实际生产中，这些谐振腔可以为圆柱形谐振腔或其它更复杂结构。

如上所述，即可实现本实用新型，但本实用新型并不局限于上述实施例。

Claims (10)

1.伸缩型可调滤波器，其特征在于，包括至少两个依次串接连通的谐振腔（1），还包括两个输入输出结构（2），这两个输入输出结构（2）分别连通在用以接受输入信号的谐振腔（1）和释放输出信号的谐振腔（1）上，相邻两谐振腔（1）之间通过主耦合结构（3）连通；每个谐振腔（1）的盖板或底板或侧板上设置有用以调节谐振频率并延伸进谐振腔（1）的可调金属柱（5）； 每个谐振腔（1）的盖板或底板或侧板上设置有固定不动并与所述可调金属柱（5）同轴的刻度盘（7），该刻度盘（7）上有至少2根刻度线相交于对应的可调金属柱（5）的轴线。

2.根据权利要求1所述的伸缩型可调滤波器，其特征在于，在可调金属柱（5）延伸出谐振腔（1）的外端面上标记有可调金属柱（5）绕其轴线旋转角度的记号线（9），通过对比位于所述可调金属柱（5）外端面上的记号线（9）和所述刻度盘上的刻度，所述可调金属柱（5）绕其轴线旋转的角度可以被度量。

3.根据权利要求1所述的伸缩型可调滤波器，其特征在于，还包括金属外壳，谐振腔（1）、输入输出结构（2）、和主耦合结构（3）设置在金属外壳内，可调金属柱（5）的外端面贯穿金属外壳后延伸至金属外壳的外部，对应于每一个所述可调金属柱（5），在金属外壳的盖板或底板或侧板上设置有用以固定可调金属柱（5）的锁紧装置（6）；通过松开该锁紧装置（6），对应的可调金属柱（5）伸入相应谐振腔（1）中的深度从谐振腔（1）外加以调节；通过锁紧该锁紧装置（6），可调金属柱（5）伸入相应谐振腔中的深度被固定。

4.根据权利要求3所述的伸缩型可调滤波器，其特征在于，所述锁紧装置（6）为轴线与可调金属柱（5）垂直的普通螺母。

5.根据权利要求3所述的伸缩型可调滤波器，其特征在于，所述锁紧装置（6）为螺杆（61）和软质材料（62）、以及锁紧螺母（63）构成的组合体，锁紧螺母（63）和软质材料（62）分别设置在螺杆（61）的两端，锁紧螺母（63）套设在螺杆（61）外径上，其中，螺杆（61）的轴线与对应的可调金属柱（5）轴线垂直，且所述软质材料（62）位于螺杆（61）与对应的可调金属柱（5）之间。

6.根据权利要求1所述的伸缩型可调滤波器，其特征在于，所述可调金属柱（5）上有外螺纹，外螺纹与对应谐振腔（1）的盖板或底板或侧板上的内螺纹配合；通过绕可调金属柱（5）的轴线旋转该可调金属柱（5），以调节该可调金属柱（5）伸入对应的谐振腔(1)中的深度，以调节该谐振腔(1)的谐振频率。

7.根据权利要求1所述的伸缩型可调滤波器，其特征在于，在所述可调金属柱（5）外端面设置有方便旋转该可调金属柱（5）的凹槽（8）。

8.根据权利要求1所述的伸缩型可调滤波器，其特征在于，在所述谐振腔（1）内设置有根部与该谐振腔（1）的内壁连接的金属体（4），金属体（4）位于对应可调金属柱（5）的正下方。

9.根据权利要求1所述的伸缩型可调滤波器，其特征在于，所述输入输出结构（2）为波导、双导体探针或双导体耦合环结构。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的伸缩型可调滤波器，其特征在于，在间隔至少1个谐振腔（1）的两个谐振腔之间设置有交叉耦合结构（10）。

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